Contribution à l'étude du système Gamma-hydroxybutyrate (GHB) cérébral chez le rat
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Discovered quite lately on the chronological scale of molecular biology, RNA molecules exhibit very various functions inside the cell, some of them (the ribozymes) even having autocatalytic properties. Such a diversity is probably due to the great flexibility of these single-stranded molecules : they are actually able to adopt stable hierarchic structures whose construction still poses puzzle. We present some physical properties of a bacterial ribosomal RNA, obtained from fluorescence correlation spectroscopy experiments, and then detail the construction of DNA:RNA:DNA hybrid molecules we designed in order to probe the structure of these latters by means of micromanipulation. By imposing a known extension to the hybrid molecule, this technique allows to measure the force it opposes to the constraint, and thus to know the intensity of the forces involved in the cohesion of the studied RNA. Together with numerical simulations based upon an RNA folding algorithm (adapted to micromanipulation), the experimental results show that the signature of the mechanical unfolding of an RNA molecule is very reproducible and that intermediate states (the so-called kinetic traps) may appear when the constraint relaxes. The simulations allow to associate each important event in that signature together with a likely structure of the molecule by making the hypothesis that its native conformation is not far from that obtained via minimization of free energy algorithms.
Abstract FR:
Découverts assez tardivement sur l'échelle chronologique de la biologie moléculaire, les ARN exercent des fonctions très diverses au sein de la cellule, certains d'entre eux (les ribozymes) pouvant notamment présenter des propriétés autocatalytiques. L'origine de cette richesse incombe probablement à la grande flexibilité de ces molécules monocaténaires, qui sont capables d'adopter des structures hiérarchiques stables dont la formation présente encore de nombreuses zones d'ombre. Nous présentons quelques propriétés physiques d'un ARN ribosomique bactérien obtenues à partir d'expériences en spectroscopie de corrélation de fluorescence, puis détaillons un protocole de construction de molécules hybrides ADN:ARN:ADN que nous avons mis au point dans le but de sonder la structure de ces dernières par voie de micromanipulation. Cette technique permet, en imposant une élongation connue à la molécule hybride, de mesurer la force qu'elle oppose à la contrainte et de remonter ainsi à l'intensité des forces de cohésion de l'ARN étudié. On obtient une courbe force/extension caractéristique de l'ARN en représentant la force mesurée en fonction de l'élongation imposée. Conjugués avec des simulations numériques fondées sur un algorithme de repliement des ARN (adapté aux conditions de la micromanipulation), les résultats expérimentaux mettent en évidence une grande reproductibilité de la signature de dénaturation mécanique d'une molécule d'ARN, ainsi que la présence, parfois, d'états intermédiaires, ou pièges cinétiques, lors de sa renaturation après relaxation de la contrainte. Les simulations permettent en outre d'associer aux événements importants de cette signature une structure probable de la molécule, en formulant l'hypothèse que sa conformation native n'est pas éloignée de celle déduite par les algorithmes de minimisation de l'énergie libre.